人教版九年级上化学教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：39【提高】燃料、热量和环境

燃料、热量和环境（提高）

【学习目标】
1.了解几种常见的燃料及化学反应中的能量变化；认识燃料充分燃烧的重要性。2.了解化石燃料燃烧对环境的影响；认识开发各种新能源和使用清洁燃料的重要性。
【典型例题】
类型一、考查燃料与热量
1.天然气是城市居民日常生活中一种重要的燃料。
　（1）天然气的主要成分是__________，其燃烧的化学方程式为 。　（2）天然气在第一次通过管道输送到用户时，必须先将管道内注满氮气。填充氮气的目的是 。　（3）天然气本身是一种无色无味的气体，但在使用时常在天然气中加入少量有特殊气味的乙硫醇。加入乙硫醇的作用是________________________________________。【答案】 （1）CH4（或甲烷） CH4+2O2?CO2+2H2O　?　　（2）排尽管道内的空气，防止甲烷与空气混合点火时发生爆炸　?　　（3）提醒人们及早发现天然气泄漏，防止爆炸事故的发生【解析】天然气的主要成分是甲烷，其燃烧生成二氧化碳和水，与空气混合燃烧可能发生爆炸。在第一次通过管道输送到用户时，将管道内注满氮气，可以排除管内的空气，防止遇到明火发生爆炸；天然气本身是一种无色无味的气体，使用时在天然气中加入少量有特殊气味的乙硫醇可以使人们及早发现泄漏，防止爆炸事故的发生。　【总结升华】天然气中的甲烷具有可燃性，与空气混合燃烧可能发生爆炸，且无色无味不容易被人们发觉，使用时一定注意安全。　
2.“减少污染、净化空气，还我一片蓝天”，已成为市民共同的心声。
（1）洁净的空气中含量较多的气体有氧气和 （填化学式）；
（2）汽车燃料燃烧不充分时，会产生炭粒和有毒的 （填化学式）气体，污染空气；
（3）汽车使用压缩天然气（CNG）作燃料，会减少对空气的污染。天然气所含主要成分的化学式是 。压缩天然气（CNG）加气站必须悬挂，因为 。
【思路点拨】本题考查减少环境污染的相关化学知识。了解空气的组成、汽车尾气的排放、天然气的成分及记住常见物质的化学式是解题的关键。【答案】（1）N2 （2）CO
（3）CH4 加气站空气中含有天然气，遇到明火，可能会爆炸
【解析】空气中含量较多的是氧气和氮气；汽车燃料燃烧不充分会产生炭粒和一氧化碳等污染环境；天燃气的主要成分是甲烷；压缩天然气加气站必须禁止烟火，以防引燃加气站中空气里的天然气，发生爆炸。
【总结升华】可燃性气体在点燃前，都必须验纯，以防发生爆炸。举一反三：
【变式1】下列关于煤、石油和天然气的说法错误的是（ ）
A. 在地球上的蕴藏量都是有限的 B.都是可再生能源
C. 都属于混合物 D.完全燃烧时都有二氧化碳生成
【答案】B
【变式2】乙醇汽油的使用，可以缓解石油危机。所谓乙醇汽油是在汽油中加入适量乙醇混合而成的一种燃料。
(1)乙醇汽油属于_________(选填：“纯净物”或“混合物”)。
(2)从环境保护的角度看，下列燃料中最理想的是___________ (填写字母编号)。
A．氢气 B．煤 C．乙醇汽油 D．煤气(主要含CO)
【答案】(1)混合物　　 (2)A　
类型二、使用燃料对环境的影响与新能源
3.化石燃料燃烧产生大量CO2。大气中CO2含量过高会导致温室效应等环境问题。
（1）天然气（主要成分为CH4）完成燃烧的化学方程式是 。
（2）从下表数据分析，与煤相比，用天然气做燃料的优点是 。
1g物质完全燃烧产生CO2的质量
1g物质完全燃烧放出的热量
CH4
2.75g
56KJ
C
3.67g
32KJ
【思路点拨】认真阅读，提炼题目所给信息，了解天然气的成分及化学方程式的书写步骤是解题的关键。【答案】（1）CH4+2O2?CO2+2H2O　
（2）热值高，产生的二氧化碳少，对环境的影响小
【解析】天然气燃烧与煤比较具有放热多、产生二氧化碳少、不产生二氧化硫气体等优点。
【总结升华】比较两种燃料的优缺点，从以下几方面考虑：是否产生有害气体，产生二氧化碳多少，燃烧是否充分，相同质量放热多少等。4.（2019?贺州中考）随着全球能源使用量的增长，化石能源将日益枯竭．开发和利用新能源变得更为迫切，下列能源属于新能源的是（　　）
①太阳能 ②煤 ③风能 ④天然气 ⑤地热能
A．①②③ B．③④⑤ C．①③⑤ D．①③④
【思路点拨】根据能源的种类进行分析，新能源是指无污染、可以持续利用的能源，包括太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能等。
【答案】C
【解析】人们正在利用和开发的新能源有太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等，①太阳能、③风能、⑤地热能均属于新能源，②煤、④天然气属于化石燃料。故选C。
【总结升华】新能源是中考的热点，了解常见的新能源范畴、种类是正确解答本题的关键。
举一反三：
【变式】（2019·福建中考）下列叙述正确的是（ ）
A．石油是一种化工产品
B．大量使用化石燃料会造成大气污染，因此应该停止化石燃料的开采和利用
C．人类需要的能量都是由化学反应产生的
D．目前没有大量使用氢能源，是由于氢气的制取成本高、贮存困难
【答案】D
【解析】石油是一种化工原料而不是化工产品，A错误；人类目前所消耗的燃料主要来自化石燃料，不可能立即停止化石燃料的开采和利用，但可开发和利用其他能源，如太阳能、风能、地热能等，B错误；人类需要的能量大部分是由化学反应产生的，但近年来人类开发和利用的太阳能、风能等就不是由化学反应产生的，C错误；氢气的制取成本高，气体贮存困难，这些都是制约氢能源大量使用的重要原因，D正确。
燃料、热量和环境（提高）

【巩固练习】
选择题 (每小题只有一个选项符合题意)
1.太阳是人类的“能源之母”属于可再生能源。下列能源中均属于可再生能源的一组是（　 ）①风能　　②水能　　③煤　④　石油　⑤核燃料　
A.①② B.①②⑤ C.③④ D.③④⑤
2.点燃某气体后，在火焰上方罩一干冷的烧杯，烧杯内壁有水珠出现；把烧杯立即倒过来后，向其中注入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变混浊。该气体可能是（ ）
①CH4 ②H2 ③CO ④CO、H2
A.①③ B.①④ C.①② D.②③
3.能源的合理开发与利用关系到社会和生产可持续发展，氢气和甲烷是两种清洁能源。已知2g氢气和16g甲烷分别在氧气中完全燃烧产生的热且是286kJ和890kJ。下列有关说法中，不能说明用氢气比用甲烷作燃料更好的是( ??)
A.相同质量的氢气和甲烷分别完全憔烧后，氢气产生的热量大于甲烷
B.氢气的燃烧产物对环境无影响
C.工业上制取氢气的原料是水，原料丰富且可再生
D.寻求合适催化剂，使水在不太高的温度下分解，降低生产成本?
4.人类生活需要能量，下列能量是通过发生化学变化产生的是( ??)
A.给电熨斗通电产生的热量　
B.水电站利用水力发电产生的电能
C.液化石油气燃烧放出的热量
D.给电动车充电，储存在电瓶内的能量
5.“低碳生活”、“低碳技术”的基本理念是节能减排。下列做法不符合“低碳”理念的是（　 ）
A.焚烧大量秸杆 B.焚烧垃圾发电
C.用旧报纸制铅笔杆? D.使用可降解塑料
6.下列叙述与化学知识相符合的是( ??)
A.汽油中加入乙醇可节省石油资源，减少污染
B.酸雨主要是由于农村使用农药和化肥造成的
C.用水灭火是因为水可以降低可燃物的着火点
D.使用天燃气防止“温室效应”
7.人类只有一个地球，保护地球环境人人有责。下列做法能达到相应目的的是(　　)
A.及时焚烧废弃塑料减少“白色污染”??
B.工厂用高烟囱排放废气防止“酸雨”
C.使用车用乙醇汽油防止“温室效应”?????
D.推广使用无氟冰箱防止“臭氧空洞”
8.目前既能节省石油资源，又能减少汽车尾气污染的有效办法之一，是使用乙醇汽油。乙醇按一定比例与汽油调和后，就成为“汽车新饮料”————乙醇汽油。乙醇汽油属于（　 ）
A.纯净物 B.混合物 C.化合物 D.无机物
9.一种新型绿色电池—燃料电池，是把H2、CO、CH4气体和空气不断输入直接氧化，使化学能转变为电能，它被称为21世纪的绿色发电站，这三种气体可以作为燃料电池所需燃料的理由是( )　A．都是无毒无害气体　　　　　　　　　 B．在自然界都大量存在　C．都可以燃烧并放出大量的热　　　　　 D．燃烧产物均为CO2和H2O
10.氢气、甲烷、一氧化碳这三种气体，如果用简单的方法将它们鉴别出来，除用一盒火柴外，至少还需要下列试剂中的（ 　）
A.浓硫酸 B.蒸馏水 C.酚酞试液 D.澄清石灰水
11.（2019·江苏中考）被称之为“软电池”的纸质电池，采用薄层纸片
作为传导体，电池总反应为Zn+2MnO2+H2O== ZnO+2MnO(OH)，避免
了传统电池所带来的污染问题，因而废旧的纸质电池可作为一般的废弃
物加以处理。下列说法错误的是（ ）
A．该电池反应中锌元素化合价升高
B．该电池反应中二氧化锰作催化剂
C．其工作原理是将化学能转化为电能
D．开发利用该电池可以减少对环境的污染
12.（2019·广西中考）2019年“世界水日”的宣传主题是“水与能源”。下列说法错误的是（ ）
A．利用太阳能使水分解是最理想的氢能来源
B．利用海水的潮汐变化可以获得电能
C．电解水时，能量由化学能转化为电能
D．水通过三态变化实现天然循环，太阳为其提供能量
二、填空题
13.为了改善空气质量，太原市依托自身资源已将部分公交车的燃料由汽油改为“煤层天然气”。　(1)汽油是_________加工的一种产品，而“煤层天然气”是存在于煤层中的气体，它的主要成分是甲烷，其化学式为_____________。　(2)甲烷的含碳量比汽油(主要成分可表示为C8H18)______________(填“高”或“低”)，容易充分燃烧，是较清洁能源。为了解决能源短缺及化石燃料燃烧造成的环境问题，人们正在利用和开发的新能源_____________________________________ (填写两种)。14.（2019·甘肃中考）我省两淮地区煤炭资源丰富，瓦斯存在于煤层及周围岩层中，是井下有害气体的总称，主要成分是甲烷。
（1）请你写出甲烷完全燃烧的化学方程式：________。
（2）煤矿瓦斯爆炸有两个必要条件：
①瓦斯含量在爆炸极限的范围内；②________。
（3）下表是常见三种气体的爆炸极限，请你据此判断：
最容易发生爆炸的气体是________。
可燃气体
爆炸极限（体积分数）
H2
4.0%～74.2%
CH4
5%～15%
CO
12.5%～74.2%
（4）下列图标中，与燃烧和爆炸无关的是________。

（5）某现代化的矿井采用了“低浓度瓦斯发电技术”，有效解决了矿区及周边地区的照明用电。这种既采煤又发电联合生产的优点是________。
15.下面是有关化石燃料和新能源的知识，请根据要求作答。　(1)氢气是一种理想的新能源，目前只在火箭发射等少数情况下使用。其主要原因是 。　　A．氢气燃烧的产物对环境有影响　　　 B．制备氢气耗能大，成本高　　C．水资源受到严重污染，原料匮乏　　 D．燃烧时产生的热量低于同质量气体燃料　(2)绿色能源是人类理想的能源，不会造成环境污染。下列不属于绿色能源的是 。　　A．风能　　 B．太阳能　 　 C．氢能源　 　D．煤　(3)人们在利用物质某些性质时，可能有利也可能带来危害。请你仿照示例，选择一种气体，填写下表。
物质
有利的一面（用途）
不利的一面（危害）
示例：氢气
可用作火箭推进剂
使用不当容易引起爆炸
　
　
　
　(4)通过化学学习，你是否已经体会到化学就在我们的身边?我们已初步了解氢气、一氧化碳和甲烷等气体的一些重要性质。其中具有还原性，可用于冶炼金属的化合物是_________；可供家庭用的气体化石燃料的主要成分是_________；燃烧产物无污染，可作高能燃料的是_________。
【答案与解析】
1.【答案】A
【解析】本题考查了学生对可再生资源及不可再生能源的理解。核燃料不是自然界本身存在的资源。
2.【答案】B
【解析】由题意知这种气体具备：①可燃性，②杯壁有水生成，说明这种气体中一定含有氢元素；③有能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳产生；说明此气体中一定含有碳元素。
3.【答案】D
【解析】本题考查化学与能源。氢气与甲烷相比，具有的热值大；燃烧产物是水，对环境无污染；资源丰富且可循环使用等优点。但氢气没有甲烷应用广泛，主要是制氢气成本太高；还有待寻求高效催化剂，在常温下分解水制取氢气。
4.【答案】C
【解析】A是电能转化成热能，B是水能转化为电能，D是电能的转移与储存，只有C是化学能转化为热能。
5.【答案】A
【解析】解答本题关键在于把握节能减排的理念(低能耗、低污染、低排放)。秸秆燃烧会产生大量烟尘和二氧化碳，既浪费资源，又污染了大气，不符合节能减排的理念。焚烧垃圾发电、旧报纸制铅笔杆、使用可降解塑料（减少白色污染）均符合节能减排的理念。
6.【答案】A
【解析】乙醇是由C、H、O元素组成的。在空气中充分燃烧会产生二氧化碳和水，对环境的影响较小。因此汽油中加人乙醇可以节省能源，还能减少对环境的污染。故A正确。酸雨是由煤等燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物等造成的，与农药、化肥无关。故B错。用水灭火是因为水蒸发吸热，使温度降低到可燃物的着火点以下来达到灭火的目的。故C错。天燃气（主要成分是甲烷）燃烧产生二氧化碳，不能防止温室效应。
7.【答案】D
【解析】本题旨在增强学生的环保意识。焚烧废弃塑料缓解了“白色污染”，但生成的烟尘、废气会污染空气，故选项A错；高烟囱排放废气，不能防止“酸雨”的形成，故B错；乙醇汽油中含有碳元素，燃烧时会生成二氧化碳，因而不能防止“温室效应”，故C错。?
8.【答案】B
【解析】由题意知，乙醇汽油是乙醇按一定比例与汽油混和后形成的，属于混合物，故选B。
9.【答案】C 【解析】燃料电池主要是应用化学变化的能量，是化学能转化为电能。A不正确，因为其中CO是有毒的。自然界中不含H2，故B错。C“都可以燃烧并放出大量的热”，三种燃料都具有这样的性质。D“燃烧产物均为CO2和H2O”，只有甲烷符合。10.【答案】D
【解析】可通过检验燃烧产物来区别：氢气燃烧只生成水，甲烷燃烧生成水和二氧化碳，一氧化碳燃烧只生成二氧化碳，在它们燃烧的火焰上罩一个干冷的烧杯，根据烧杯壁上是否出现水珠，可判断反应是否生成水，而是否有二氧化碳生成则需用到澄清石灰水。
11．【答案】B
【解析】该电池反应中锌元素的化合价由反应物Zn中的0价升高到生成物ZnO中的+2价，A正确；催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不会发生改变，在该电池反应中，二氧化锰参加了化学反应并转化成了其他物质，其质量和化学性质都已经发生改变，所以在该反应中二氧化锰是反应物而不是催化剂，B错；该“软电池”是化学电池，其工作原理是将化学能转化为电能，C正确；根据题给信息，D中说法显然正确。
12．【答案】C
【解析】水廉价易得，最理想的制氢方法是利用太阳能分解水，A正确；海水的潮汐能可转化为电能，B正确；电解水时，能量由电能转化为化学能，C错误；利用太阳能，水通过三态变化实现了天然循环，D正确。
13.【答案】（1）石油 CH4 （2）低 太阳能、核能
　【解析】汽油是石油炼制的产品，甲烷的化学式是CH4；甲烷中碳的质量分数为12/16×100% =75%，而C8H18中碳的质量分数为：（12×８/114）×100% =84%，因此甲烷含碳量低；太阳能、潮汐能、风能等都是新能源。
14.【答案】（1）CH4+2O2CO2+2H2O （2）②温度达到着火点（其他合理答案均可）
（3）H2 （4）B （5）从节能、环保、安全等角度回答，合理答案均可
【解析】
（1）甲烷燃烧实质是甲烷与氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为CH4+2O2 2H2O+CO2。
（2）可燃气体在爆炸极限范围内，温度达到着火点时就会发生爆炸。
（3）根据表中数据可知，当氢气的体积分数达到4％时就能发生爆炸，在三种气体中最容易爆炸。
（4）A图标为当心火灾，C表示当心爆炸，D表示禁止吸烟，都与燃烧和爆炸有关；而B为节水标志，与燃烧和爆炸无关。
（5）瓦斯达到一定浓度时，很容易发生爆炸，因此将低浓度的瓦斯进行发电，可以减少瓦斯爆炸事故；瓦斯不加以利用，直接排放到大气中，其温室效应大于二氧化碳的温室效应，因此利用瓦斯发电可以更环保；利用瓦斯发电可以解决周边的照明问题，因此更加节能等合理答案均可。
15.【答案】（1）B　
（2）D　
（3）CO2?可以作为植物的气体肥料　加剧温室效应（答案合理即可）　　　　　 （4）CO　　 CH4　　 H2